Les NO-synthases

Étude du mécanisme des NO synthases :
Importance du réseau de liaisons hydrogène dans l'environnement et la réactivité de l'hème.

Thèse réalisée de 2005 à 2008 à l'Université Paris Descartes
direction : Jean-Luc Boucher, UMR 8601, Université Paris Descartes
en collaboration avec Jérôme Santolini, iBiTec-S, CEA Saclay

Mots clés
Analogues d’arginine – Catalyse – Hème – Intermédiaires réactionnels – Liaisons hydrogène
– Mécanisme moléculaire – Métabolisme de l’oxygène – Monoxyde d’azote – Monoxyde de
carbone – Mutagenèse dirigée – NO-synthase – Oxydoréduction – Spectro-électrochimie –
Spectroscopie de Résonance Paramagnétique Électronique – Spectroscopie infrarouge à
transformée de Fourier – Spectroscopie Raman – Transport de protons

Résumé
Les NO-synthases sont des protéines à hème-thiolate qui catalysent l'oxydation de la L-arginine en NO. Malgré les similitudes avec le mécanisme d'autres protéines comme les cytochromes P450, le déroulement exact des étapes du mécanisme des NOS reste mal connu.
Nous avons étudié le rôle du proton du guanidinium de L-Arg dans la stabilité et la réactivité du complexe FeII-O2 grâce à une série d'analogues de L-Arg possédant une large gamme de valeurs de pKa. Par des expériences de spectroélectrochimie, de spectroscopie infrarouge et Raman de résonance, nous avons analysé l'effet de ces guanidines sur les paramètres physico-chimiques de l'hème et du ligand proximal de l'hème ainsi que sur les propriétés de l'environnement distal de l'hème.
Cette étude indique que le pKa du guanidinium du substrat contrôle le réseau de liaisons H autour du ligand distal : il contrôle ainsi les processus de transfert de protons et régule la stabilité et la réactivité des intermédiaires du cycle catalytique.

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